挖掘机司机应掌握的基本知识及安全操作常识

挖挖 掘掘 机机土石方作业的主力施工机种土石方作业的主力施工机种增长速度最快、增长绝对值最快增长速度最快、增长绝对值最快对装载机的取代作用最显著对装载机的取代作用最显著挖掘机概述挖掘机概述挖掘机械挖掘机械作为一种快速、高效的施工作业机械作为一种快速、高效的施工作业机械是工是工程机械中的一个主要机种，是土石方施工工程中的程机械中的一个主要机种，是土石方施工工程中的主要机械设备之一，据统计，工程施工中约有主要机械设备之一，据统计，工程施工中约有60%60%以以上的土石方量是靠挖掘机械来完成的上的土石方量是靠挖掘机械来完成的各种类型与功能的挖掘机械，广泛应用于工业与民各种类型与功能的挖掘机械，广泛应用于工业与民用建筑、交通运输、水利电力工程、农田改造、矿用建筑、交通运输、水利电力工程、农田改造、矿山采掘以及现代化军事工程等行业的机械化施工中山采掘以及现代化军事工程等行业的机械化施工中近年来，挖掘机是整个工程机械行业中产、销量增近年来，挖掘机是整个工程机械行业中产、销量增长最快的一个机种长最快的一个机种挖掘机简史挖掘机简史第一台手动挖掘机问世至今已有第一台手动挖掘机问世至今已有130多年多年的历史的历史期间经历了由蒸汽驱动斗回转挖掘机到期间经历了由蒸汽驱动斗回转挖掘机到电力驱动和内燃机驱动回转挖掘机、应电力驱动和内燃机驱动回转挖掘机、应用机电液一体化技术的全自动液压挖掘用机电液一体化技术的全自动液压挖掘机的逐步发展过程机的逐步发展过程挖掘机简史挖掘机简史由于液压技术的应用，由于液压技术的应用，20世纪世纪40年代有了年代有了在拖拉机上配装液压反铲的悬挂式挖掘机在拖拉机上配装液压反铲的悬挂式挖掘机20世纪世纪50年代初期和中期相继研制出拖式年代初期和中期相继研制出拖式全回转液压挖掘机和履带式全液压挖掘机全回转液压挖掘机和履带式全液压挖掘机初期液压挖掘机采用飞机和机床的液压技初期液压挖掘机采用飞机和机床的液压技术，缺少适用于挖掘机各种工况的液压元术，缺少适用于挖掘机各种工况的液压元件，制造质量不够稳定，配套件也不齐全件，制造质量不够稳定，配套件也不齐全挖掘机简史挖掘机简史从从20世纪世纪60年代起，液压挖掘机进入推年代起，液压挖掘机进入推广和蓬勃发展阶段，各国挖掘机制造厂广和蓬勃发展阶段，各国挖掘机制造厂和品种增加很快，产量猛增和品种增加很快，产量猛增1968-1970年间，液压挖掘机产量已占挖年间，液压挖掘机产量已占挖掘机总产量的掘机总产量的83%，目前已接近，目前已接近100%当前挖掘机水平及发展动向当前挖掘机水平及发展动向工业发达国家生产挖掘机较早工业发达国家生产挖掘机较早法法国国、德德国国、美美国国、俄俄罗罗斯斯、日日本本是是斗斗容容量量3.5-40m3单单斗斗液液压压挖挖掘掘机机的的主主要要生生产国产国从从20世纪世纪80年代开始生产特大型挖掘机年代开始生产特大型挖掘机当前挖掘机水平及发展动向当前挖掘机水平及发展动向美美国国马马利利昂昂公公司司生生产产的的斗斗容容量量50-150m3剥剥离离用用挖挖掘掘机机，斗斗容容量量132m3的的步步行行式式拉拉铲挖掘机铲挖掘机B-E（布布比比赛赛路路斯斯-伊伊利利）公公司司生生产产的的斗斗容容量量168.2m3的的步步行行式式拉拉铲铲挖挖掘掘机机，斗斗容容量量107m3的的剥剥离离用用挖挖掘掘机机等等，是是世世界界上上目目前最大的挖掘机。前最大的挖掘机。挖掘机之最挖掘机之最最小的挖掘机：最小的挖掘机：（研究阶段）进入人体血研究阶段）进入人体血管的医用挖掘机管的医用挖掘机生产历史最悠久的国家：美国生产历史最悠久的国家：美国最早采用液压技术的国家：德国，最早采用液压技术的国家：德国，1950年年发展最快的国家：日本发展最快的国家：日本需求增长最快的国家：中国需求增长最快的国家：中国挖掘机分类挖掘机分类单斗挖掘机分类（传动方式）单斗挖掘机分类（传动方式）斗轮式挖掘机斗轮式挖掘机挖沟机挖沟机机机械械式式挖挖掘掘机机单单斗斗液液压压挖挖掘掘机机单斗液压反铲挖掘机单斗液压反铲挖掘机表征挖掘机大小的主要指标表征挖掘机大小的主要指标标准斗容量：单位，立方米。这是早标准斗容量：单位，立方米。这是早几年表述挖掘机大小的第一指标。几年表述挖掘机大小的第一指标。机重：单位，吨。这是近几年开始表机重：单位，吨。这是近几年开始表述挖掘机大小的第一指标。述挖掘机大小的第一指标。发动机额定功率：发动机额定功率：单位，千瓦。单位，千瓦。履带式单斗液压反铲挖掘机履带式单斗液压反铲挖掘机基本组成基本组成液压挖掘机工作原理液压挖掘机工作原理反铲挖掘机的作业过程反铲挖掘机的作业过程挖掘：挖掘时先将铲斗向前伸出，动臂带着挖掘：挖掘时先将铲斗向前伸出，动臂带着铲斗落在工作面上，然后铲斗向着挖掘机方铲斗落在工作面上，然后铲斗向着挖掘机方向拉转，铲斗在工作面上挖出一条弧形挖掘向拉转，铲斗在工作面上挖出一条弧形挖掘带并装满土壤带并装满土壤回转：随后将铲斗连同动臂一起升起，上部回转：随后将铲斗连同动臂一起升起，上部转台带动铲斗及动臂回转到卸土处转台带动铲斗及动臂回转到卸土处挖掘机每一作业循环包括：挖掘机每一作业循环包括：反铲挖掘机的作业过程反铲挖掘机的作业过程卸料：将铲斗向前推出，使斗口朝下进卸料：将铲斗向前推出，使斗口朝下进 行卸土行卸土返回：卸土后将动臂及铲斗回转并下放返回：卸土后将动臂及铲斗回转并下放至工作面，准备下一循环的挖掘作业至工作面，准备下一循环的挖掘作业挖掘机工作的特点挖掘机工作的特点多自由度作业机械。多自由度作业机械。利用杠杆原理，液压缸推动动臂、斗杆利用杠杆原理，液压缸推动动臂、斗杆和铲斗产生各构件之间的相对旋转运动和铲斗产生各构件之间的相对旋转运动从而实现人为控制的挖掘和卸料动作；从而实现人为控制的挖掘和卸料动作；上部回转平台绕垂直轴旋转；上部回转平台绕垂直轴旋转；远距离悬臂挖掘和卸料；远距离悬臂挖掘和卸料；靠履带转移或移动整机的工作面。靠履带转移或移动整机的工作面。挖掘机的工作装置挖掘机的工作装置 工作装置是挖掘机的重要部分，常用工作装置是挖掘机的重要部分，常用工作装置类型有：工作装置类型有：反铲：以挖掘地面以下为主反铲：以挖掘地面以下为主正铲：以挖掘地面以上为主正铲：以挖掘地面以上为主装载：以装载地面以上松散物料为主装载：以装载地面以上松散物料为主抓斗：深井作业、装卸物料抓斗：深井作业、装卸物料起重装置：主要用于装卸及埋设管道起重装置：主要用于装卸及埋设管道反铲装置反铲装置铰铰接接式式反反铲铲是是单单斗斗液液压压挖挖掘掘机机最最常常用用的的结构型式结构型式主主要要用用于于挖挖掘掘地地面面以以下下土土方方，往往往往以以转转斗挖掘为主斗挖掘为主动动臂臂、斗斗杆杆和和铲铲斗斗等等主主要要部部件件彼彼此此铰铰接接，在在液液压压缸缸的的作作用用下下各各部部件件绕绕铰铰接接点点摆摆动动，完成挖掘、提升和卸土等动作完成挖掘、提升和卸土等动作厚板小截面：同等强度条件下，重量略大一些厚板小截面：同等强度条件下，重量略大一些薄板大截面：同等强度条件下，重量略小一些，薄板大截面：同等强度条件下，重量略小一些，但要保证薄板不失稳但要保证薄板不失稳最终目的：重量轻，强度高，刚性好最终目的：重量轻，强度高，刚性好有效的工具：计算机有限元应力分析有效的工具：计算机有限元应力分析动臂、斗杆结构动臂、斗杆结构箱型截面箱型截面动臂动臂动臂是反铲装置的主要部件，其结构有：动臂是反铲装置的主要部件，其结构有：整整体体式式动动臂臂：多多用用于于长长期期作作业业条条件件相相似似的的挖掘机上挖掘机上组合式动臂：组合式动臂：整体式动臂整体式动臂结构简单，质量轻而刚度大；结构简单，质量轻而刚度大；缺点是更换的工作装置少，通用性较差。缺点是更换的工作装置少，通用性较差。整体式动臂又可分为直动臂和弯动臂两种。整体式动臂又可分为直动臂和弯动臂两种。直直动动臂臂结结构构简简单单、质质量量轻轻、制制造造方方便便，但但不不能能获获得得较较大大的的挖挖掘掘深深度度，主主要要用用于于悬悬挂挂式液压挖掘机；式液压挖掘机；弯弯动动臂臂是是目目前前应应用用最最广广泛泛的的结结构构型型式式，它它可可以以使使挖挖掘掘机机有有较较大大的的挖挖掘掘深深度度。但但降降低低了了卸卸土土高高度度，这这正正符符合合挖挖掘掘机机反反铲铲作作业业的的要求。要求。组合式动臂组合式动臂组合式动臂用辅助连杆或液压缸连接而成。组合式动臂用辅助连杆或液压缸连接而成。可根据作业条件，即时用辅助连杆或液压缸大幅可根据作业条件，即时用辅助连杆或液压缸大幅度调节上、下动臂之间的夹角，调整挖掘机的作度调节上、下动臂之间的夹角，调整挖掘机的作业尺寸和挖掘力，提高挖掘机的作业性能，容易业尺寸和挖掘力，提高挖掘机的作业性能，容易得到较大距离的垂直挖掘轨迹。得到较大距离的垂直挖掘轨迹。互换工作装置多，可满足各种作业的需要互换工作装置多，可满足各种作业的需要其缺点是结构和操作复杂化，质量大，制造成本其缺点是结构和操作复杂化，质量大，制造成本高，一般用于中、小型挖掘机上。高，一般用于中、小型挖掘机上。标准动臂、标准斗杆、标准铲斗用于大标准动臂、标准斗杆、标准铲斗用于大多数作业；多数作业；变形变形1：短动臂长斗杆用于坡道平整作业：短动臂长斗杆用于坡道平整作业和挖掘基坑；和挖掘基坑；变形变形2：超长臂反铲用于疏浚河道；：超长臂反铲用于疏浚河道；变形变形3：拐臂式用于挖掘墙基。：拐臂式用于挖掘墙基。工作装置的变化工作装置的变化超长臂反铲的应用超长臂反铲的应用铲斗铲斗铲斗形式、尺寸与其作业对象有很大关铲斗形式、尺寸与其作业对象有很大关系。为了满足各种挖掘作业的需要，在系。为了满足各种挖掘作业的需要，在同一台挖掘机上可配以多种结构型式的同一台挖掘机上可配以多种结构型式的铲斗铲斗铲斗的斗齿采用装配式，其形式有橡胶铲斗的斗齿采用装配式，其形式有橡胶卡销式和螺栓连接式。卡销式和螺栓连接式。多种斗容多种用途的铲斗多种斗容多种用途的铲斗岩石斗主动挖掘力主动挖掘力主动挖掘力主动挖掘力=工作装置油缸的推力工作装置油缸的推力相应相应的杠杆比的杠杆比杠杆机构效率杠杆机构效率其中工作装置油缸的推力与下列因素相其中工作装置油缸的推力与下列因素相关：液压系统压力、回油背压、油缸本关：液压系统压力、回油背压、油缸本身的效率等身的效率等影响挖掘力发挥的因素影响挖掘力发挥的因素动臂油缸的闭锁能力动臂油缸的闭锁能力用铲斗挖掘时，斗杆油缸用铲斗挖掘时，斗杆油缸的闭锁能力的闭锁能力用斗杆挖掘时，铲斗油缸用斗杆挖掘时，铲斗油缸的闭锁能力的闭锁能力整机与地面的附着能力整机与地面的附着能力整机向前倾翻的可能性整机向前倾翻的可能性整机向后倾翻的可能性整机向后倾翻的可能性挖掘性能的分析挖掘性能的分析挖掘图挖掘图挖掘机专用挖掘机专用CADCAD软件软件土的切削土的切削土的切削是个很复杂的过程。土在楔型刀具的压力作土的切削是个很复杂的过程。土在楔型刀具的压力作用下受到挤压和剪切而开始变形，土体的原始结构被用下受到挤压和剪切而开始变形，土体的原始结构被破坏，土块或土层便被切离。破坏，土块或土层便被切离。土被切削时，在刀具上产生三种力：土的原始结构破土被切削时，在刀具上产生三种力：土的原始结构破坏时所产生的阻力；土的内摩擦力；土与刀具之间的坏时所产生的阻力；土的内摩擦力；土与刀具之间的摩擦力。我们把这三种力叫做切削阻力。摩擦力。我们把这三种力叫做切削阻力。切削阻力问题切削阻力问题切削阻力是变化的。随土的性质如粘性、干性、切削阻力是变化的。随土的性质如粘性、干性、含水量、砂石量变化，又随刀具和铲斗的形状含水量、砂石量变化，又随刀具和铲斗的形状而变化，还随切入厚度和切入过程而变化。而变化，还随切入厚度和切入过程而变化。切削阻力一般用实验方法获得，也可以按经验切削阻力一般用实验方法获得，也可以按经验公式计算。公式计算。合理地设计切削装置的形状如斗齿的切削角度，合理地设计切削装置的形状如斗齿的切削角度，铲斗的宽度，铲斗的形状等可以减小切削阻力。铲斗的宽度，铲斗的形状等可以减小切削阻力。只有主